JPH08199336A - メカニカルチャック式ローディング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のバキューム式ローディング機構より効
率の向上を図る。 【構成】 本発明に係るメカニカルチャック式ローディ
ング装置は、機械的にしぼむ動作と開く動作をするの
で、中央部に孔が開いたＣＤ基板すなわち工作物２を爪
部材１０により挟み、他の装置に搬送する。この爪部材
１０は、加圧流体が流入する弾性体Ｄが膨脹したり収縮
する部材１６に対応する加圧部材２１に、この爪部材１
０を接触させることにより、大気と真空領域間にメカニ
カルチャック７を設置することにより真空室１内におけ
るハンドリングを可能にする特徴がある。このようなメ
カニカルチャック式ローディング装置を連続スパッタリ
ング−法による成膜装置等に採用すると、圧力変動が無
く、処理工程の短縮が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は膜形成装置に適用するロ
ーディング装置に好適する。

【０００２】

【従来の技術】最近デジタル化された音声信号や画像情
報を大量に記録するのに、広く使用されているコンパク
トディスク（以下ＣＤと記載する）は、ポリカーボネイ
ト等の透明な合成樹脂性基板の表面に、例えばスパッタ
リング法等により光反射率の高いアルミニウム薄膜を堆
積して完成する。この基板には、「１」と「０」からな
るデジタル情報に合わせて、ビットと称する小さな孔を
開け、これを照射するレーザ孔の反射波の有無によって
この小さな孔の有無を検出して、記録情報が読み出され
る。

【０００３】この透明なＣＤ基板には、中央部に孔が形
成されており、これから一定の距離だけ離れた位置まで
のＣＤ基板上にアルミニウム薄膜が堆積されている。

【０００４】その搬送に際しては、孔によって露出され
たＣＤ基板の厚さ方向を真空チャックにより把持する方
式が採用されており、ＣＤ基板の吸引方法を図１１によ
り説明する前に、図１０を説明する。これは、合成樹脂
性基板の表面に光反射率の高いアルミニウム薄膜を例え
ば連続スパッタリング法により形成するスパッタリング
装置の概略の断面図である。

【０００５】ベルトコンベヤー等の外部搬送装置５１に
より順次送られてくるＣＤ用基板すなわち工作物５２
は、矢印Ｘ１に示す軸５３ａを中心とする回転と、上下
方向Ｙ１への移動とができる工作物搬送装置５４に固定
される。工作物搬送装置５４には、減圧装置に連通する
通路が形成されており、しかも外部に露出された通路の
先端にはゴムパッド５５を固定して設置する。ゴムパッ
ド５５に固定された工作物５２はバキュームチヤック５
６で吸引しながら成膜室５７の内部搬送装置５８にロー
ディングされる。

【０００６】このような工作物５２の吸引方法を図１０
により説明すると、バキュームチヤック５６には、バル
ブ５９、５９′を介して減圧装置（図ではバキュームポ
ンプと記載）並びに加圧ラインに連通する通路６０が形
成されており、前記のように先端部分にゴムパッド５
５、５５′が形成される。これには、図示するように中
空状にして、減圧装置及び加圧ラインの稼働により工作
物５２を脱着させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような方式により
稼働するバキュームチヤックを使用してＣＤを搬送する
と、以下の難点が生じる。

【０００８】工作物を脱離させる際、加圧ライン側から
の加圧空気が連続スパッタリングを行う肝心の成膜装置
内に入り込んで真空度を一時的に悪化させるし、不純物
が混入する頻度が高くなると共に、成膜に悪影響を与え
る。

【０００９】このような欠点を防止するために、工作物
を脱離した後に、一定の真空度に到達するまで待ち時間
を設定する方法が採られている。又、インデックス（Ｉ
ｎｄｅｘ）の低下、大気の導入に伴う成膜装置内の汚染
並びに不確実な動作、更に、プラスチックに対するゴム
パッドの粘着等の難点が生じる。これに加えて、ゴムパ
ッドによる汚れは、印刷物や保護膜の外観を損う。

【００１０】本発明はこのような事情により成されたも
ので、特に従来のバキューム式ローディング機構より効
率の向上を図った。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るメカニカル
チャック式ローディング装置の第１の発明の特徴は、大
気と真空領域間に配置されるメカニカルチャックと，前
記メカニカルチャックに機械的に接続されたローディン
グ機構とを具備し，大気中から真空領域内におけるハン
ドリングを可能にした点にある。

【００１２】第２の発明の特徴は、減圧機構に接続され
る前記真空領域すなわち真空室に形成される窓と，前記
窓を覆って気密に設置する仕切り弁と，前記仕切り弁に
取付けられ前記メカニカルチャックに設置するローディ
ング機構と，前記ローディング機構に固定した搬送軸と
にある。

【００１３】第３の発明の特徴は、前記仕切り弁に気密
に取付けるシールリングと，前記シールリングとローテ
ィング機構間に配置され、加圧流体により弾性体が膨ん
だり収縮する部材と，前記部材の膨脹収縮に対応して移
動でき前記シールリングに隣接かつ囲まれた加圧部材
と，この加圧部材に接続され、前記シールリング並びに
加圧部材に接して設置する押え部材と，この押え部材に
取付けられ前記部材の膨脹収縮に対応して稼働する爪部
材とにある。

【００１４】第４の発明の特徴は、前記仕切り弁に形成
される窓に設置する環状の段部と，この環状の段部に取
付けられる押え部材と，この押え部材並びに前記環状の
段部に隣接して配置する環状ケースと，前記押え部材に
係止するスプリングと，このスプリングを前記押え部材
に固定する円筒状のボスと，前記押え部材に等間隔に形
成される切欠部と，前記切欠部に挿入され前記加圧部材
に端部が接する爪部材と，前記爪部材に接触する前記環
状ケース部分に形成される支点とにある。

【００１５】第５の発明の特徴は、前記切欠部に挿入さ
れる前記爪部材を構成する直立部分と，前記環状ケース
部分及び前記支点に接触する前記直立部分に連続する水
平部分と，前記円筒状のボスを覆う前記直立部分に連続
する他の水平部分とにある。

【００１６】

【作用】このように、本発明に係るメカニカルチャック
式ローディング装置の最大の特徴は、大気と真空領域間
にメカニカルチャックを設置することにより真空領域内
におけるハンドリングを可能にした点にある。しかもロ
ーディング機構を付設することにより，爪部材で把持さ
れた工作物を別の製造装置に搬送できる。

【００１７】工作物は従来の技術欄で説明した通り、中
央部に孔が形成されており、アルミニュム薄膜の端と、
透明な合成樹脂樹脂から成るＣＤ基板の露出部の端の間
の距離は小さくなる傾向にある。

【００１８】本発明に係るメカニカルチャックでは、加
圧した流体により膨脹収縮が可能な部材に対応して移動
できる押え部材を設け、これに連動する爪部材を配置す
ることにより真中部分に孔のある工作物を把持する方式
を採用した。この工作物が利用される成膜装置では、圧
力変動が無く、処理工程の短縮が可能になる。

【００１９】

【実施例】本発明に係る実施例を図１乃至図９を参照し
て説明する。図１は本発明に係るメカニカルチャック式
ローディング装置の要部を示す断面図、図２乃至図６は
その部品形状を示しており、図７乃至図９はメカニカル
チャックの要部を占める爪部材の動作状態を明らかにし
た断面図である。

【００２０】図１の断面図に明らかにしたメカニカルチ
ャック式ローディング装置は、連続スパッタリングによ
りアルミニム薄膜をＣＤ基板に堆積した工作物の例であ
り、アルミニム薄膜を堆積する成膜室すなわち真空室１
には、工作物２を支承しかつ上下に動けるプッシャー
（Ｐｕｓｈｅｒ）３を配置する。

【００２１】ローディング装置としては、搬送軸中心５
に機械的に直線状のローディング機構６を取付け、これ
に後述するメカニカルチャック７を設置する。

【００２２】一方真空室１の一面ａは、解放されてお
り、形成される窓を覆う仕切り弁８をゴムシール例えば
Ｏリング９を用いて気密状態を確保するが、後に詳述す
る爪部材１０等を出入りさせるために、仕切り弁８の中
央部分にも窓ｂを設置し、窓ｂの側壁１１には環状の段
部１２、１３が形成される。

【００２３】爪部材１０によりメカニカルチャック７に
把持された工作物２は、直線状のローディング機構６に
より上方に移動されてから、搬送軸中心５の回転により
図示しない他の装置に搬送される。

【００２４】更に、真空室１内に配置された内部搬送装
置１４には、ホルダー（Ｈｏｌｄｅｒ）１４′に工作物
２を載せ、これをプッシャー３により爪部材１０に接触
かつ把持後、前記のように他の装置に搬送される。

【００２５】図１の細部は、図１を拡大した図２により
説明する。

【００２６】ローディング機構６には、加圧ライン１５
の上側に設置する通路Ｃを介して、図示しないいわゆる
ソレノイドバルブにより加圧流体がメカニカルチャック
７内に導入される。通路Ｃには、加圧流体により例えば
ゴム等の弾性体Ｄが膨脹したり収縮する部材１６が直結
され、これは真中に孔があるシールリング１７により仕
切り弁８に形成された窓ｂに固定される。弾性体Ｄが膨
脹したり収縮する部材１６には、通路Ｃに接続する空洞
Ｃ′が形成されている。弾性体Ｄが膨脹した時はシール
リング１７の孔に飛出し、この状態を図１及び図２に点
線で示している。 シールリング１７は、窓ｂの側壁１
１に形成される２段の段部の上段１２に配置し、下段１
３に後述する押え部材１８と環状ケース１９が配置され
る。

【００２７】又、シールリング１７と仕切り弁８の側壁
１１の一部１１′間にはゴムシール２０を、そしてシー
ルリング１７と弾性体Ｄが膨脹したり収縮する部材１６
間にＯリング２０′を配置して、それぞれの間を気密状
態にする。

【００２８】一方シールリング１７の内側には、弾性体
Ｄが膨脹したり収縮する部材１６に、ある距離Ｅをおい
て加圧部材２１を配置し、その中央部分には、突出部
Ｄ′を設置して、前記弾性体Ｄが膨脹したり収縮する部
材１６から出てくる弾性体Ｄと接触できる状態にする。

【００２９】加圧部材２１は、前記の構造の外に図３に
示す他の例も採用できる。すなわち、弾性体Ｄと接触す
る細い部分Ｆを加圧部材２１の中央部分に形成する一
方、弾性体Ｄの出入に追随させるために、これに接触す
る爪部材１０の構造も特殊な形状とする。図３に明らか
なように、先端部分に連続してかつ対称的に広がった部
分Ｇと、これにつながった直線的な部分Ｈを形成し、広
がった部分Ｇには、コイル状に巻いた第１スプリングＩ
を取付け、細い部分Ｆの動きに対応して直線的な部分Ｈ
に形成される支点Ｊを基に、爪部材１０が連動して矢印
方向に移動できるようにする。

【００３０】前記のように下段の段部１３には、押え部
材１８と環状ケース１９が配置されるが、押え部材１８
は加圧部材２１の近くに配置する。

【００３１】この押え部材１８は、斜視図４に明らかな
ように、加圧部材２１に接触する爪部材７を挿入するた
めに完全に孔が開いた切欠部２２のある部分２２′と底
部２３で構成し、切欠部２２は例えば１２０°の等間隔
に形成され，ここに挿入した３個の爪部材１０が加圧部
材２１に接触する形となる。従って弾性体Ｄが膨脹した
り収縮する部材１６の挙動が爪部材１０に伝わることに
なる。図５は、図４の上面図であり、等間隔に爪部材１
０が配置された状態が明らかにされている。

【００３２】図２に示すように、下段の段部１３に配置
された押え部材１８は、中央付近に凹部Ｉを設け、ここ
に第２スプリング２４、その終端に円筒状ボス２５を設
置することにより、第２スプリング２４を固定する。

【００３３】下段の段部１３に配置された押え部材１８
の下側に前記のように配置される環状ケース１９には、
側壁１１に接する直立部１９′と，これから曲った水平
部１９″で構成され、水平部１９″には爪部材１０の作
動時に支点として機能する部分Ｊ′とガイド（Ｇｕｉｄ
ｅ）として機能する部分Ｊ″が形成される。これは図２
の紙面左側にＪ″が、紙面右側にＪ′が記載されてい
る。

【００３４】図６には、爪部材１０と環状ケース１９の
接触状態を模式的に断面図により明らかにした。本発明
にとって重要な一部である爪部材１０は、図６の断面図
に示すように、２つの水平部分２５′に連続した２つの
直立部分２５″で構成されており、一方の直立部分２
５″が押え部材１８の切欠部２２に挿入されて加圧部材
２１に接触する。他方の直立部分２５″は、環状ケース
１９の水平部分１９″に形成される支点Ｊ′に、もう１
つの水平部分２５′は円筒形ボス２０に接触する。 次
に爪部材１０の動作について図７乃至図９を参照して説
明する。

【００３５】図７は、工作物２を爪部材１０が把持した
状態を示しており、イ 加圧ライン１５により加圧せ
ず、ロ 弾性体Ｄが膨脹したり収縮する部材１６は稼働
せず、ハ 円筒形ボス２５は絶えず下へ力を働かせる、
ニ 円筒形ボス２５を介在として爪部材１０を下げよう
とする、ホ 爪部材１０は環状ケース１９の支点Ｊ′に
よるテコの原理により紙面に沿った矢印方向ｇに働く。

【００３６】図８は、工作物２が爪部材１０から離れる
状態を示している。イ 加圧ライン１５により加圧す
る、ロ 弾性体Ｄが膨脹したり収縮する部材１６が稼働
してその中央部分から弾性体Ｄが突出して、ハ 加圧部
材２１を介して爪部材１０を下げる、ニ 円筒形ボス２
５はこの力に負けて更に爪部材１０は前記した紙面の矢
印方向と逆の矢印方向ｈに働く。

【００３７】図９は、図７の状態から図６の状態にする
動作を示す。

【００３８】イ 加圧ライン１５の加圧を止める、ロ
弾性体Ｄが膨脹したり収縮する部材１６は上の方向に働
く（元に戻る）、ハ 爪部材１０は円筒形ボス２５によ
り前記した紙面の矢印方向Ｋへ働く、ニ 工作物２は前
記の場所である環状ケース２５の支点として機能する部
分Ｊ′と爪部材１０の直立部分２５″間に挟まれる、ホ
弾性体Ｄが膨脹したり収縮する部材１６が元の状態と
なり工作物の搬送が行われる。

【００３９】このように本発明に係るメカニカルチャッ
ク式ローディング装置では、スプリングと弾性体Ｄが膨
脹したり収縮する部材等の組合わせによりしぼむ動作と
開く動作を交互に行わせる機械的な爪部材により、工作
物の着脱を行うので、成膜装置における圧力変動が従来
の真空チャック式ローディング装置より少なく、処理工
程の短縮が可能になった。

【００４０】

【発明の効果】このようなメカニカルチャック式ローデ
ィング装置は、大気と真空領域間にメカニカルチャック
を設置することにより真空領域内におけるハンドリング
を可能にする特徴がある。これにより成膜装置における
圧力変動が従来の真空チャック式ローディング装置より
少ないために以下の利点が生じる。 １ スパッタリン
グ装置に適用した場合スパッタ膜（成膜）の安定化（ア
ーキング等）、ポンプの小形化（ターボポンプ１台で
可）、２ サイクルタイムの短縮化（スパッタリング中
における大気導入工程の廃止）等である。

【００４１】３ 従来方式に比べて機械の動作中断が無
くなる、稼働率向上更にスピード向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図である。

【図２】図１の要部を拡大した断面図である。

【図３】図１に示す加圧部材の他の例を示す断面図であ
る。

【図４】図１に示す押え部材の斜視図である。

【図５】押え部材に爪部材が挿入された状態を示す上面
図である。

【図６】図１は爪部材と環状ケース１９の接触状態を示
す断面図である。

【図７】図１に示した実施例の動作を説明する断面図で
ある。

【図８】図１に示した実施例の他の動作を説明する断面
図である。

【図９】図１に示した実施例の更に他の動作を説明する
断面図である。

【図１０】従来方式の真空状態で工作物を固定する方式
を示す図である。

【図１１】図６による方式を採用したスパッタリング装
置の要部を示す断面図である。

【符号の説明】

１：真空室、 ２、５２：工作物、 ３：プッシャー、 ４：ローディング装置、 ａ：真空室の１面、 ５：搬送軸中心、 ６：ローディング機構、７ ：メカニカルチャック、 ８：仕切り弁、 ９、２１：Ｏリング、 ｂ：窓、 １０：爪部材、 １１：側壁、 １２、１３：段部、 １４、５８：内部搬送装置、 １４′：ホルダー、 １５：加圧ライン、 Ｃ：通路、 １６：弾性体Ｄが膨脹したり収縮する部材、 １７：シールリング、 １８：押え部材、 １９：加圧部材、 ２０：ゴムシール、 ２１：加圧部材、 Ｄ′：加圧部材の突出部、 Ｅ：加圧部材と弾性体Ｄの距離、 Ｇ：爪部材の広がった部分、 Ｈ：爪部材の広がった部分につながった直線的な部分、 Ｊ、Ｊ′：支点、 ２２：切欠部、 ２３：底部、 Ｉ、２４：第１及び第２スプリング、 ２５：円筒状ボス、 ２５′：水平部分、 Ｊ″：ガイド、 ２５″：直立部分。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大気と真空領域間に配置されるメカニカ
   ルチャックと，前記メカニカルチャックに機械的に接続
   されたローディング機構とを具備し，大気中から真空領
   域内におけるハンドリングを可能にしたことを特徴とす
   るメカニカルチャック式ローディング装置
2. 【請求項２】 減圧機構に接続される前記真空領域すな
   わち真空室に形成される窓と，前記窓を覆って気密に配
   置する仕切り弁と，前記仕切り弁に気密に取付けられ前
   記メカニカルチャックに設置するローディング機構と，
   前記ローディング機構を固定した搬送軸とを具備するこ
   とを特徴とする請求項１記載のメカニカルチャック式ロ
   ーディング装置
3. 【請求項３】 前記仕切り弁に気密に取付けるシールリ
   ングと，前記シールリングとローティング機構間に配置
   され、加圧流体により弾性体が膨んだり収縮する部材
   と，前記部材の膨脹収縮に対応して移動でき前記シール
   リングに隣接かつ囲まれた加圧部材と，この加圧部材に
   接続され、前記シールリング並びに加圧部材に接して設
   置する押え部材と，この押え部材に取付けられ前記部材
   の膨脹収縮に対応して稼働する爪部材とを具備すること
   を特徴とする請求項１及び請求項２記載のメカニカルチ
   ャック式ローディング装置
4. 【請求項４】 前記仕切り弁に形成される窓に設置する
   環状の段部と，この環状の段部に取付けられる押え部材
   と，この押え部材並びに前記環状の段部に隣接して配置
   する環状ケースと，前記押え部材に係止するスプリング
   と，このスプリングを前記押え部材に固定する円筒状の
   ボスと，前記押え部材に等間隔に形成される切欠部と，
   前記切欠部に挿入され前記加圧部材に端部が接する爪部
   材と，前記爪部材に接触する前記環状ケース部分に形成
   される支点とを具備することを特徴とする請求項１及び
   請求項２記載のメカニカルチャック式ローディング装置
5. 【請求項５】 前記切欠部に挿入される前記爪部材を構
   成する直立部分と，前記環状ケース部分及び前記支点に
   接触する前記直立部分に連続する水平部分と，前記円筒
   状のボスを覆う前記直立部分に連続する他の水平部分と
   を具備することを特徴とする請求項１、請求項２及び請
   求項３記載のメカニカルチャック式ローディング装置